Joka vuosi yli puoli miljoonaa amerikkalaista vierailee päivystyspoliklinikalla munuaiskivien takia. Useimmissa tapauksissa kivet poistuvat lopulta kehosta itsestään, mutta prosessi voi olla sietämättömän kivulias.

MIT:n ja Massachusettsin yleissairaalan tutkijat ovat nyt keksineet mahdollisen hoidon, jonka avulla munuaiskivien poistuminen voisi olla nopeampaa ja vähemmän kivuliasta. He ovat tunnistaneet kahden lääkkeen yhdistelmän, joka rentouttaa virtsanjohtimen – munuaiset ja virtsarakon yhdistävän putken – seinämiä ja joka voidaan syöttää suoraan virtsanjohtimeen katetrin kaltaisella välineellä.

Virtsanjohtimen rentouttaminen voisi auttaa kiviä siirtymään putken läpi helpommin, sanovat tutkijat.

”Uskomme, että tämä voisi vaikuttaa merkittävästi munuaiskivitautiin, josta miljoonat ihmiset kärsivät”, sanoo Michael Cima, MIT:n materiaalitieteen ja -tekniikan laitoksen David H. Kochin tekniikan professori, MIT:n Koch-instituutin integratiivisen syöpätutkimuksen jäsen ja tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

Tällainen hoito voisi myös helpottaa ja tehdä vähemmän kivuliaaksi stenttien asettamisen virtsanjohtimeen, mikä tehdään joskus munuaiskivien läpikäymisen jälkeen, jotta putki ei tukkeutuisi tai romahtaisi.

Christopher Lee, joka on vastikään väitellyt tohtoriksi Harvard-MIT:n terveystieteiden ja -teknologian osastolla, on pääkirjoittaja tutkimuksessa, joka ilmestyy tänään Nature Biomedical Engineering -lehdessä.

Lokaalinen lääkeaineen toimittaminen

Munuaiskivet muodostuvat kovista kiteistä, jotka kerääntyvät munuaisiin silloin, kun virtsassa on liikaa kiinteää jätettä eikä tarpeeksi nestettä sen huuhtelemiseksi pois. Arvioidaan, että noin joka kymmenennellä ihmisellä on munuaiskivi jossain vaiheessa elämäänsä.

Muutama vuosi sitten Cima ja Brian Eisner, joka johtaa yhdessä MGH:n munuaiskiviohjelmaa ja on myös artikkelin kirjoittaja, alkoivat miettiä tapoja parantaa munuaiskivien hoitoa. Vaikka jotkut suuremmat kivet vaativat leikkausta, tavallinen hoitosuunnitelma on yksinkertaisesti odottaa kivien poistumista, mikä kestää keskimäärin 10 päivää. Potilaille annetaan kipulääkkeitä sekä suun kautta otettavaa lääkettä, jonka on tarkoitus rentouttaa virtsajohdinta, mutta tutkimukset ovat antaneet ristiriitaista näyttöä siitä, auttaako tämä lääke todella. (FDA:n hyväksymiä suun kautta annettavia hoitoja munuaiskiviin ja virtsanjohtimen laajentumiseen ei ole.)

Cima ja Eisner ajattelivat, että lihasrelaksantin antaminen suoraan virtsanjohtimeen voisi olla parempi vaihtoehto. Suurin osa munuaiskiven läpimenosta aiheutuvasta kivusta johtuu kouristuksista ja tulehduksesta virtsajohtimessa kivien kulkiessa kapean putken läpi, joten putkea ympäröivien lihasten rentouttaminen voisi helpottaa tätä kulkua.

Niin samoihin aikoihin Lee, joka oli tuolloin uusi opiskelija MIT:n terveystieteiden ja teknologian ohjelmassa, tapasi Ciman keskustellakseen mahdollisista opinnäytetyöhankkeista ja kiinnostui munuaiskivien hoidon tavoittelusta.

Jos tarkastellaan sitä, miten munuaiskiviä nykyään hoidetaan, se ei ole oikeastaan muuttunut sitten noin vuoden 1980, ja on melko paljon näyttöä siitä, että annetut lääkkeet eivät toimi kovin hyvin. Se, kuinka montaa ihmistä tämä voisi mahdollisesti auttaa, on todella jännittävää.”

Christopher Lee, tutkimuksen pääkirjoittaja

Tutkijat lähtivät ensin etsimään lääkkeitä, jotka saattaisivat toimia hyvin, kun ne annostellaan suoraan virtsanjohtimeen. He valitsivat 18 lääkettä, joita käytetään esimerkiksi korkean verenpaineen tai glaukooman hoitoon, ja altistivat ne laboratoriossa kasvatetuille ihmisen virtsanjohtimen soluille, joissa he pystyivät mittaamaan, kuinka paljon lääkkeet rentouttivat sileitä lihassoluja. He päättelivät, että jos tällaiset lääkkeet annettaisiin suoraan virtsanjohtimeen, rentouttava vaikutus olisi paljon suurempi kuin suun kautta annosteltaessa lääkkeitä, mutta samalla minimoitaisiin mahdolliset haitat muulle elimistölle.

”Löysimme useita lääkkeitä, joilla oli odotettu vaikutus, ja joka tapauksessa havaitsimme, että tehoon vaadittavat pitoisuudet olivat suuremmat kuin mitä olisi turvallista antaa systeemisesti”, Cima sanoo.”

Seuraavaksi tutkijat käyttivät intensiivistä tietojenkäsittelyä analysoidakseen yksitellen lähes miljardin solun rentoutumisvasteet lääkealtistuksen jälkeen. He tunnistivat kaksi lääkettä, jotka toimivat erityisen hyvin, ja havaitsivat, että ne toimivat vielä paremmin, kun niitä annettiin yhdessä. Toinen näistä on nifedipiini, kalsiumkanavan salpaaja, jota käytetään korkean verenpaineen hoitoon, ja toinen on eräänlainen lääke, joka tunnetaan nimellä ROCK (rho-kinaasi) -inhibiittori, jota käytetään glaukooman hoitoon.

Tutkijat testasivat tämän lääkeyhdistelmän eri annoksia sioilta poistetuissa virtsajohtimissa ja osoittivat, että ne pystyivät vähentämään dramaattisesti virtsajohtimen supistumisten esiintymistiheyttä ja pituutta. Testit elävillä sioilla osoittivat myös, että hoito lähes poisti virtsanjohtimen supistukset.

Tutkijat antoivat näissä kokeissa lääkkeet käyttämällä kystoskooppia, joka on hyvin samanlainen kuin katetri, mutta jossa on pieni valokuitukanava, joka voidaan liittää kameraan tai objektiiviin. He havaitsivat, että tämäntyyppisessä annostelussa lääkkeitä ei ollut havaittavissa eläinten verenkierrossa, mikä viittaa siihen, että lääkkeet pysyivät virtsanjohtimen limakalvolla eivätkä kulkeutuneet muualle elimistöön, mikä vähentäisi mahdollisten haittavaikutusten riskiä.

Virtsanjohtimen rentoutuminen

Lisätutkimuksia tarvitaan sen määrittämiseksi, kuinka kauan lihaksia rentouttava vaikutus kestää ja kuinka paljon rentoutumista tarvittaisiin kivien kulkeutumisen nopeuttamiseksi, sanovat tutkijat. He ovat nyt perustamassa startup-yritystä, Fluidity Medicineä, jatkaakseen teknologian kehittämistä mahdollisia testejä varten ihmispotilailla.

Munuaiskivien hoidon lisäksi tämä lähestymistapa voisi olla hyödyllinen myös virtsanjohtimen rentouttamisessa, jotta lääkärit voisivat asentaa virtsanjohtimen stentin. Se voisi myös auttaa, kun virtsajohtimeen asetetaan jokin muu väline, kuten endoskooppi.

”Alusta yhdistää lääkeaineen annostelun virtsajohtimeen. Olemme innokkaita kohdentamaan ensin lihasten rentoutumiseen, ja sen sivutuotteina meillä on munuaiskivet, virtsanjohtimen stentit ja endoskooppinen kirurgia”, Lee sanoo. ”Meillä on joukko muita urologisia indikaatioita, jotka kulkevat eri kehityspolkuja, mutta joihin kaikkiin voidaan iskeä ja joilla kaikilla on merkitykselliset potilasryhmät.”